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【猫猫的Unity Shader之旅】之可编程 Shader初步(猫的所有视频)
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可编程Shader，通常也被叫做Vertex&Fragment Shader，是比Surface Shader更灵活的一种Unity Shader形态。使用可编程Shader，可以实现对最终效果的更精确的控制，然而，代价就是需要关注更多的细节。
一个最简单的可编程Shader作为第一个例子，我们实现了一个简单的自发光效果，它甚至没有Surface Shader的第一个例子华丽，因为没有Lambert这样的内置的光照模型可以使用了。在可编程Shader里，光照模型需要我们自己去实现，不过我们也不必沮丧，可编程Shader的潜力不是Surface Shader可以比的。
最终的效果是一个纯色的Shader。
这个Shader和之前的Surface Shader还是有很大不同的。第一个大的不同就是Pass块，Pass块实际上表示一个渲染过程，也就是说，经过一个Pass块，我们就用给定的信息计算了一次所有片段的颜色。一个SubShader中可能包含多个Pass块，最常见的情况就是需要对模型的正反两面渲染不同的效果，这时我们就应该使用两个Pass分别对正反两面进行处理。
第二个不同的地方就是#pragma vertex vert和#pragma fragment frag。这也是可编程Shader被称为Vertex&Fragment Shader的原因。在可编程Shader中，渲染过程被分成了两个主要的部分，也就是顶点阶段和片段阶段，也可以理解为对应管线的转换和光照阶段。忘记的话可以看下这里。顶点阶段通过运算得到经过变换和投影处理过的顶点信息(包括颜色、位置、贴图坐标等等)，然后这些信息通过插值变为片段信息，所有的片段再经过片段阶段的处理，处理后的片段信息通过混合规则计算后写入各缓冲区。
要使用Properties中定义的属性，需要在Cg代码中再定义一下，这时候需要使用uniform关键字。uniform关键字实际上表示需要外部传入信息的变量，我们的属性其实也相当于Unity传入Shader的信息。
在vert中，我们使用了语义。这有什么用呢？我们来假设一下，如果没有语义，vert方法是这样的：
OK，这是现在的vert方法。模型的每一个顶点要经过这个方法去处理，但是我们并不知道应该把什么信息传入vert，是颜色？位置？还是其他的？同理，对于vert返回的信息，也无法知道具体是表示什么。这时候就需要用冒号+语义来指明信息的含义，POSITION就表示模型需要把顶点的位置(局部坐标)传给vert，SV_POSITION表示vert返回的信息也表示位置。在vert中，我们返回顶点位置经过模型、视图、投影变换后的结果，MVP就是Model、View、Projection的缩写。
经过顶点阶段后顶点信息需要经过插值，比如一条直线原本是用两个顶点表示，现在经过插值计算出中间的个点，具体的数目跟直线的位置和屏幕分辨率等都有关系。这个过程也叫光栅化。这个阶段我们是没有办法干预的，只能对光栅化产生的片段(fragment)进行处理。
frag方法同样需要语义。我们需要把vert计算出的位置信息(准确说是又经过光栅化后产生的片段的位置信息)通过参数传递进来，所以必须保证参数的语义和vert返回的语义是相同的，也是SV_POSITION。对于frag来说，它需要返回片段的颜色，所以语义是COLOR。这里我们简单地返回自发光颜色。
使用结构体在Vertex和Fragment间传递参数当Vertex需要传递多条信息给Fragment时(大多数情况如此)，我们要使用结构体，这有点类似Surface Shader里面的Input结构体，使用结构体的另一个好处是可以保证语义的对应上不会出错。当Vertex需要多个参数时，我们也可以使用结构体，或者使用内置的结构体。内置结构体类型可以在UnityCG.cginc中找到：
这次，我们重写一下上次的变色效果，当然，这版还不带光照：
效果如图：
结束语
世界上的事总是这样，有优势就会有对应的短板。就像Unity Shader，选择了Surface Shader就得面对效果和效率上的不如意，选择可编程Shader就得面对开发过程不够方便。没有什么一定是对的，就看当时需要的是什么，这也许就是选择的意义。
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